Research of precise pulse plasma arc powder welding technology of thin-walled inner hole parts

The inner hole parts played an oriented or supporting role in engineering machinery and equipment,which are prone to appear surface damages such as wear,strain and corrosion. The precise pulse plasma arc powder welding method is used for surface damage repairing of inner hole parts in this paper. The working principle and process of the technology are illustrated,and the microstructure and property of repairing layer by precise pulse plasma powder welding and CO2 gas shielded welding are tested and observed by microscope,micro hardness tester and X-ray residual stress tester etc. Results showed that the substrate deformation of thin-walled inner hole parts samples by precise pulse plasma powder welding is relatively small. The repair layer and substrate is metallurgical bonding,the transition zones( including fusion zone and heat affected zone) are relatively narrow and the welding quality is good. It showed that the thin-walled inner hole parts can be repaired by this technology and equipment.

深孔轴向多段间隔装药孔壁冲击压力分布

为确定地下垂直长深孔爆破时合理的空气间隔长度,基于爆轰波理论,分析了多段间隔装药爆破条件下孔壁冲击压力随间隔长度变化的内在分布规律函数;依据Mises准则,得出了不同岩性时合理的间隔长度参考值,并通过数值模拟和现场爆破试验进行了验证。结果表明,空气间隔段孔壁冲击压力沿炮孔轴线从两端向中间骤降,但在中点周围略微增大,压力曲线呈两端大、中间小、中点周围略微凸起的“W”形对称分布。

大冶铁矿-360 m开拓巷道注浆治水技术研究

巷道涌水问题严重影响地下矿山安全高效生产,采用注浆技术可有效治理巷道涌水问题。针对大冶铁矿尖林山采区-360 m水平巷道开拓过程中出现的巷道底板少量涌水、联络道工作面大量涌水的情况,制定了在DS23B01联络道东侧20 m的巷道点(26#)浇筑挡水墙,选用水泥单液浆和水泥-水玻璃双液浆2种浆液作为注浆材料,在26#向东112.5 m处实施浅孔注浆、在-270 m水平废弃的电机车维修硐室口部安装地质钻机,实施超深孔注浆的施工方案。结果表明:涌水量较大的情况下,在合适位置施工挡水墙可以有效截断涌水及淤泥的持续流动;在巷道底板涌水点附近施工浅孔钻孔进行注浆,并将注浆终压设计为5 MPa,可以有效治理巷道底板涌水问题;采用超深孔注浆方法对工作面涌水量较大问题进行治理,并进行分段注浆,能有效避免同水平涌水对施工过程的干扰,治水效果明显。研究成果可为其他矿山开拓工程治理涌水问题提供技术参考。

铝合金深盲小孔管电极电解加工试验研究

针对瓶口阀铝合金阀体深盲小孔难加工问题,应用管电极电解加工方法解决该问题。为提高铝合金深盲小孔管电极电解加工稳定性,仿真分析了不同电极进给速度下加工间隙内电场、流场的分布规律;以6061铝合金为对象,使用内径为0.6 mm、外径为1.0 mm的管电极进行电解加工,研究了初始间隙、电极进给速度以及电极旋转对管电极电解加工的影响。仿真和试验结果表明,电极进给速度过大或过小,均不利于铝合金深盲小孔的稳定加工,电极进给速度大于1.4 mm/min时孔底易形成凸起,电极进给速度小于1.0 mm/min时孔底易形成凹坑;初始间隙取0.3 mm能获得质量更好的孔口形貌;电极旋转有利于产物和热量的排出,从而提高加工精度。采用最优参数加工得到了孔间距为2.46 mm、平均直径为1.28 mm的密集孔和平均直径为1.29 mm、深度为50 mm的深盲小孔。

贵州松桃高地超大型锰矿深孔钻探工程难点与对策研究

随着地质矿产勘查不断深入,深孔钻探通常会遇到多套复杂地层,由于在勘探阶段对钻孔质量要求较高,施工难度剧增。本文针对贵州省松桃县高地锰矿勘探阶段钻探施工出现的难题,通过采取“一基两孔”布孔和施工技术、水泥封孔护壁技术、钻孔结构优化防垮塌埋钻技术、多措并举防孔斜技术、钻井液循环困难处理技术、钻杆脱扣处理措施、套管埋钻处理技术等技术的联合使用,在勘查区后续钻孔施工过程中取得了理想的效果,研究总结形成了一套较为完整的锰矿勘探阶段深孔钻探技术体系,为今后类似工程提供借鉴作用。

复杂地质构造注浆治水加固施工技术的应用

基建矿井因地质及水文地质资料收集不全,在巷道掘进过程中误揭露导水断层后,工作面断层周围围岩破碎且承载能力差,若不及时支护易发生顶板垮落进而导致突水事故。为了解决该类围岩支护及防治大的突水事故,提出深孔超前帷幕注浆和架设36U金属支架综合支护技术。在巷道掘进轮廓线外采用深孔超前注浆,充填加固工作面垮落区破碎岩体,并且封堵导水断层的过水通道,注浆治水加固围岩后架设36U金属支架支护,提高巷道围岩的整体稳定性;在掘进前采用防治水超前物探与钻探相结合的方法,加强地质及水文地质资料的收集与分析,这些工作能为巷道安全掘进、顺利通过该类断层提供技术支撑。

窄孔内壁激光金属沉积Stellite6合金耐磨层组织及性能研究

为解决窄孔内壁堆焊的可达性差和提高304L不锈钢的耐磨性能,采用激光金属沉积的方式在深30 mm、直径14 mm的304L窄孔内壁制备了一层约2.5 mm厚、致密度为99.9981%、无裂纹、未熔合等缺陷的stellite6耐磨层。通过微纳CT、XRD、金相、硬度测试和摩擦磨损试验等方法,系统研究了耐磨层的组织、相组成、硬度分布和耐磨性能。结果表明,Stellite6耐磨层致密无缺陷,其显微组织从底部到顶部依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。相组成主要为γ-Co、M_(23)C_(6)、CoCx及(Cr,Fe)_(7)C_(3)等。熔合线附近各种元素均匀分布,未出现明显聚集。耐磨层的显微硬度平均值是基体304L的2.38倍,且窄孔不同高度位置的显微硬度值相对稳定。耐磨层的磨损率较304L基体降低了29.3%,显示出优异的耐磨性能。该研究为大深宽比内孔壁激光金属沉积耐磨层在核电、能源动力等行业的应用提供了依据。

基于ANSYS的立柱缸壁打深孔结构设计及优化

液压支架为适应不同煤层高度变化普遍配备双伸缩立柱,传统进液口外置设计下的双伸缩立柱存在占用空间大、外部管路多且复杂、检修困难等局限性,很多支架为解决这个问题采用在立柱缸壁打深孔结构,但这种结构形式存在应力集中现象,导致此处结构较为薄弱,在较高工作压力下易发生损坏。通过对双伸缩立柱的缸壁打深孔结构进行优化设计和有限元分析,找出了此处应力集中的影响因素,提出减少应力集中的方法,对该类型双伸缩立柱的设计具有一定的指导意义。

大采高工作面末采深孔预注浆加固技术

针对寺河矿大采高工作面末采期间煤壁片帮冒顶问题,对寺河矿5303工作面超前支承压力分布规律、深孔预注浆加固机理、合理注浆加固时机进行了深入分析,通过优选注浆材料及工艺,提出了超前深孔预注浆、撤架通道预注浆、工作面浅孔注浆耦合加固方案。实践表明,深孔预注浆加固方案的应用效果良好,末采期间煤帮基本保持平整,未出现大范围、大深度的片帮现象,工作面最后15 m仅用3 d时间便顺利回采完成,有效确保了支架回撤期间生产的安全性。

TB水电站主变洞高边墙深孔预裂施工技术

水电站主变洞开挖、支护质量对其结构安全起到决定性作用,主变洞高边墙开挖受常规施工设备、施工工艺等限制,质量控制难度大。TB水电站主变洞高边墙开挖施工,通过对常规施工设备及施工艺进行优化改进,采用深孔预裂施工技术,达到开挖轮廓线大面平整、无错台接茬、整体成型质量优良、减少技术性超挖等的效果,同时洞周围岩整体稳定。

用brick-wall方法计算MRN黑洞内视界的熵

利用薄层模型brick-wall方法计算了MRN黑洞内视界的熵,得出了黑洞熵与视界面积成正比的结果。

井下工具深孔内壁加工系统及试验研究

针对石油钻采、测井等领域井下工具深孔类零件内壁盲孔及键槽的加工难点,设计深孔内壁专用加工装置,并介绍其工作原理;设计与该加工装置配套的深孔内壁加工系统,为加工装置提供装载平台。以TC4钛合金深孔零件为试验对象进行深孔内壁盲孔及键槽的试验验证,分析切削参数对加工质量的影响,验证了深孔内壁加工系统的有效性,为井下工具深孔内壁盲孔及键槽的高效、精密加工提供一种新方法。

大口径深孔薄壁铝合金舱体的加工工艺

某铝合金舱体口径大,刚性差,孔深壁薄,在加工过程中,受夹紧力、切削力、切削热、残余应力的共同作用,极易产生变形。针对这一情况,通过研究,提出大口径深孔薄壁铝合金舱体的加工工艺,设计工装,优化工艺路线和切削参数,为类似结构零件的加工提供了工程实践经验。

深厚冲积层立井冻结井筒井帮温度调控及效果分析

针对深厚冲积层地区立井井筒冻结中井帮温度偏低的问题,以某风井井筒冻结为例,根据该井筒所处地层以黏性土为主、地下水流速大等特点,进行了外圈孔为主冻结孔的冻结方案设计。采用井帮温度预测值比对方式,采取了调节盐水温度,提前开、停内圈盐水循环,间歇循环等手段,将冲积层段的井帮温度控制在不低于-12℃,取得了较好的效果。在井筒掘进期间进行的井帮位移监测结果表明,当模板高度不高于4 m、单个循环段高掘砌时间不超过32 h时,单侧井帮位移平均值不大于26.5 mm;当单个循环段高掘砌时间从32 h延长至34 h后,约有22%的井帮单侧位移量超过50 mm。

小型折叠弹翼加工工艺研究

针对某型折叠弹翼机构中翼根和外翼平面度要求高,需对转轴深孔进行加工,以及薄壁结构容易导致变形等加工难题,提出了先粗铣,再钻深孔,最后以孔为基准精铣外形的加工策略,重点研究了深孔加工方法和翼面立式装夹精铣方法,并研究了其工艺参数。结果表明,所设计的工艺具有加工精度高、效率高且质量稳定的优点,为今后此类产品的加工提供了成功的经验。

深孔内抛物面数控镗刀设计

根据深孔内抛物面底孔的尺寸要求,设计了深孔内抛物面镗刀的整体结构,介绍了实现深孔内抛物面加工的机械结构。总体上由数控镗刀装置组成,交流伺服电机通过减速装置控制进给量,菱形刀片一边以镗刀装置的销轴做圆周运动,工件一边也在做回转运动,再配合镗杆的轴向运动,数控系统通过插补软件包控制数控镗刀装置做有规律的抛物线运动,两轴联动就加工出了深孔内抛物面,值得在全国推广使用。

一种小直径缸体的深盲孔精加工技术

轻型薄壁缸体类零件是重型车床的加工难点,尤其是高精度深盲孔的缸体。重点介绍了缸体深盲孔尤其是高精度孔底圆弧和孔底面的加工过程:为解决缸体在重型车床上装夹找正问题,改造并设计制作缸体支撑架套,将缸体和支撑套组装后吊装到机床上,保证找正误差≤0.05 mm;将镗杆安装在机床上,并在镗头上装上导向木,以完成深盲孔的精加工;为解决深孔孔底圆弧R60和孔底面粗糙度Ra3.2问题,对现有刀具进行改造,用于对孔底圆弧R60和孔底面进行粗加工和半精加工,同时,设计制作组合专用刀具安装在刀座,并用刻度尺记录进给量,完成孔底圆弧R60和孔底面的精加工。最终保证了深盲孔的尺寸精度,同时保证了孔底圆弧R60和孔底面的粗糙度要求,在满足装配使用性能要求、保证产品质量的前提下,提高了加工效率,缩短了加工周期,降低了生产制造成本。

筒状薄壁件喷丸变形原因分析及控制方法改进

针对飞机起落架中筒状薄壁零件在喷丸强化过程中,内孔极易发生变形而导致零件尺寸超差的问题,为了控制薄壁零件内孔变形,减少零件的超差,在对内孔变形产生的原因以及现有控制内孔喷丸变形的方法进行分析的基础上,对原有控制喷丸变形的方法进行了改进。通过对筒状薄壁零件内孔喷丸的试验研究和比较分析发现,通过改进零件内孔喷丸放置方式,消除内孔弹丸聚集,以及降低喷丸空气压力、弹丸流量、喷丸速度,增加喷丸次数和改进旋转喷丸工装增加内孔支撑力的方法,可以有效控制筒状薄壁零件的内孔喷丸变形,变形量可控制在0.05 mm以内,达到零件的使用要求。该改进后的控制内孔喷丸变形的方法,对同类型零件控制喷丸变形有一定的借鉴和推广应用意义。

深厚冲积层多圈孔冻结壁温度场发展研究

冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理的多圈孔布孔方式,考虑钻孔偏斜、冻结过程中水的相变潜热、不同温度下导热系数及热容等影响因素,结合实测数据,运用数值模拟软件COMSOL Multiphysics建立多物理场耦合对温度场发展进行研究。以某矿西风井深厚冲积层为研究对象,针对91 d冻结壁温度场发展进行模拟。模拟交圈时间为44 d,冻结壁平均发展速度为25.36 mm/d,与实测交圈时间50 d、冻结壁平均发展速度22.72 mm/d相比有微小的误差,模拟结果与实际情况符合程度良好,并推论出以最外圈为主冻结孔对冻结壁发展速度的影响及利弊。综合前人模拟结果,此模拟方法更具有理论意义及工程指导价值。

相邻孔壁和小盲孔测量系统的研究

提出了一种应用电容传感器对两个微小孔间相邻孔壁进行精密测量的系统。基于非接触式电容测孔传感器的基本原理,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了电容瞄准测孔传感器的测头用于对相邻小孔的中心进行瞄准定位;设计了测量孔壁的电容差动测厚传感器。由一个瞄准测孔传感器和两个差动测厚传感器及三通道测量电路组成的系统,再配以RS232接口可直接与计算相连,采用LAB虚拟软件,经数据处理直接显示孔的大小和两孔间的壁厚。此系统不仅可对相邻小盲孔或通孔的壁厚进行测量,同时可测量小孔的任意截面的尺寸及形状误差。由于属于非接触测量,有无需进行测头及工件变形误差修正的优点。瞄准测头在现有微加工的技术下可以做的很小。此系统测量精度高,操作方便,测量速度较快,应用前景广阔。